Tài liệu Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống máy, thiết bị cắt rong, cỏ dại, vớt bèo tây, rác thải nổi trong lòng kênh, mương, hồ chứa nước.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP NHÀ NƯỚC MÃ SỐ KC 05.06-10 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY, THIẾT BỊ CẮT RONG, CỎ DẠI, VỚT BÈO TÂY, RÁC THẢI NỔI TRONG LÒNG KÊNH, MƯƠNG, HỒ CHỨA NƯỚC Chủ nhiệm đề tài: THS. BÙI TRUNG THÀNH 7411 17/6/2009 TP. HỒ CHÍ MINH – 2008 THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.Teân ñeà taøi : “ Nghieân cöùu thieát keá, cheá taïo heä thoáng maùy, thieát bò caét rong, coû daïi, vôùt beøo taây, raùc thaûi noåi trong loøng keânh, möông, hoà chöùa nöôùc. ” . 2. Chöông trình : KC05/06-10 3. Maõ soá : KC.05.01/06-10 4. Thôøi gian thöïc hieän : 24 thaùng. Töø thaùng 12/2006 ñeán thaùng 12/2008. 5. Hôïp ñoàng soá : 01/2006/HÑ-ÑTTCT-KC.05/06-10,Kyù ngaøy 24/04/2007. 6.Cô quan chuû trì : Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Thaønh phoá Hoà Chí Minh Boä Coâng Thöông 7.Caù nhaân chuû trì Ñeà taøi : ThS. Buøi Trung Thaønh 8.Thö kyù Khoa hoïc : KS. Traàn Ngoïc Vuõ 9.Thôøi gian thöïc hieän: 24 thaùng ( töø thaùng 12/2006 ñeán thaùng 12/2008 ). 10. Kinh phí thöïc hieän : 10.1. Toång soá : 3.947 trieäu ñoàng. Trong ñoù: 10.2. Töø ngaân saùch söï nghieäp KH&CN : 3.840 trieäu ñoàng. 10.3.Töø nguoàn khaùc : 107 trieäu ñoàng. 11.Danh saùch nhöõng ngöôøi tham gia thöïc hieän : TT Hoï vaø teân Ñôn vò coâng taùc 1 Th.S Buøi Trung Thaønh Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 2 KS.Traàn Ngoïc Vuõ Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 3 KS.Ñaëng Vaên Hieäp Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 4 KS.Nguyeãn Minh Cöôøng Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 5 KS. Döông Tieán Ñoaøn Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 6 TS.Nguyeãn Daàn Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 7 TS.Nguyeãn Phuùc Danh Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 8 ThS.Hoaøng Höõu Chung Tröôøng Ñaïi Hoïc Coâng Nghieäp Tp.HCM 9 ThS.Nguyeãn Vaên Coâng Chính Tröôøng Ñaïi Hoïc Noâng Laâm Tp.HCM 10 PGS.TS.Traàn Coâng Nghò Tröôøng Ñaïi Hoïc Giao Thoâng Vaân Taûi Tp.HCM GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Từ trước đến nay trong nước ta việc làm vệ sinh như : cắt rong, cỏ mọc dưới lòng kênh cấp và tiêu nước cấp 1, cấp 2 và lòng hồ chứa nước thuỷ lợi, thuỷ điện và vớt rác thải nổi trên sông, kênh rạch ở các tỉnh và thành phố trong cả nước đều làm bằng lao động thủ công (chưa có bất cứ loại máy chuyên dùng nào). Do làm bằng thủ công nên năng suất, chất lượng cắt, dọn rong cỏ thấp và không thể làm hết các tuyến kênh ( chỉ làm vệ sinh được các đoạn xung yếu). Việc làm này có thể nói là “làm được chăng hay chớ “ vừa dọn xong đầu này thì vài tháng sau rong cỏ lại tiếp tục phát triển trở lại, nhưng mãi một năm sau thì đội quân dọn vệ sinh mới có cơ hội quay lại chỗ cũ và làm lại. Rong, cỏ, rác thải nổi, bèo lục bình và các loại thực vật sinh sống chen nhau, phát triển lâu ngày dưới lòng kênh, lòng hồ làm giảm vận tốc dòng chảy, giảm lưu lượng cấp, thoát nước, giảm sức chứa nước trong lòng kênh, lòng hồ, cũng như làm mất thẩm mỹ, mất vệ sinh môi trường trong các kênh rạch, làm cản trở giao thông đường thuỷ cả về mật độ lưu thông lẫn vận tốc lưu thông trên sông, trên kênh rạch, gây kẹt chân vịt và các hỏng hóc khác do rong, cỏ rác cuốn chặt vào. Mặt khác đối với các công trình thuỷ điện, trạm bơm của các công trình thuỷ lợi thì bèo tây, rác, rong đã làm ảnh hưởng đến lưu lượng và vận tốc nước vào tổ bơm, tổ máy stator phát điện, chúng đã làm giảm tuổi thọ tuốt bin cũng như làm tăng chi phí bảo trì trong vận hành các tổ phát điện, trạm bơm. Trên thế giới các nước Hoa Kỳ và Hà Lan là hai quốc gia hàng đầu trên thế giới có nhiều sáng chế về máy cắt rong, cỏ dại dưới nước, thu gom bèo tây rác thải nổi trong lòng sông, mương, hồ chứa nước. Nhiệm vụ của máy cắt rong, cỏ dại là làm thông thoáng dòng chảy để phục vụ giao thông cấp thoát nước, tạo môi trường tốt cho các loài thuỷ sinh sinh sống và bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên theo các tiêu chuẩn vệ sinh môi trường của Hoa kỳ. Trong khi đó nhiệm vụ của máy vớt rác là chuyên vớt rác thải nổi trên các dòng sông chảy trong thành phố và bao quanh đô thị, để làm sạch môi trường trên sông hồ, cầu cảng. Các công ty tại các nước này đã đưa ra nhiều mẫu máy có các tính năng riêng biệt để phục vụ theo các mục đích khác nhau, cụ thể như máy chuyên dùng cắt rong cỏ ( aquatic harvester ) máy chuyên dùng vớt rác thải nổi trên sông, cầu cảng (trash hunter ) và máy sử dụng hai chức năng vừa cắt cỏ, cắt rong dưới nước vừa có thêm tính năng vớt rác thải nổi nhẹ, kích thước lớn trên mặt nước như bèo tây (nơi mà vận tốc dòng chảy trên sông thấp). Tại nước ta hàng năm các Công ty khai thác Thuỷ nông, Công ty khai thác công trình thuỷ cũng như các Công ty vệ sinh công ích của các tỉnh đều phải tổ chức để bảo trì dọn vệ sinh lòng kênh, mương lòng hồ chứa nước, nhưng phần lớn chỉ làm tạm không làm triệt để theo mong muốn, do không có phương tiện máy móc nên toàn bộ việc cắt rong, cỏ, thu dọn rác nổi, bèo tây trên kênh, mương hồ thuỷ lợi và vận chuyển lên bờ đều phải làm bằng lao động thủ công rất khó khăn, rất vất vả. Nhiệm vụ và mục tiêu của đề tài là: - Thiết kế, chế tạo được 01 hệ thống máy bao gồm máy cắt rong, cỏ dưới nước, vớt bèo lục bình (bèo tây), rác thải nổi trong lòng sông kênh mương hồ thuỷ lợi cùng các thiết bị phụ trợ theo máy, phù hợp với điều kiện Việt Nam có chất lượng tương đương nhập ngoại. - Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo các thiết bị, vận hành các thiết bị trên, có khả năng dễ dàng chuyển giao cho các cơ sở sản xuất. Các sản phẩm chủ yếu của đề tài : - Máy cắt rong, cỏ dại kết hợp vớt bèo tây & rác thải nổi. - Thiết bị vận chuyển rong , cỏ ( thiết bị hỗ trợ thứ nhất) từ máy cắt cỏ lên xa bờ hoặc lên xe vận chuyển đi xa. - Thiết bị vận chuyển chuyên dùng (thiết bị hỗ trợ thứ hai) chở máy cắt cỏ đi trên đường giao thông và làm triền hạ thuỷ máy cắt rong xuống vị trí làm việc. Khi đề tài thành công sẽ tạo ra được một hệ thống máy hoàn chỉnh đóng góp vào việc giải quyết hiện trạng rong,cỏ dại, bèo tây trên các kênh, mương, hồ chứa nước đang thách thức ngành thuỷ lợi nông nghiệp, thuỷ điện, giao thông thuỷ và môi trường kênh rạch ao hồ. Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sử dụng máy Kobe vớt rong -2- Hình 1.2 a- Máy cắt rong dang làm việc -5- Hình 1.2 b- Máy vớt rác đang làm -5- Hình 1.3 – Hình mẫu máy cắt rong Trung Quốc bộ phận cắt phía sau -7- Hình 1.4 – Hình mẫu máy cắt rong Trung Quốc bộ phận cắt trước -8- Hình 2.1- Hình dạng mặt cắt của kênh -11- Hình 2.2 - Các cống điều tiết nước -11- Hình 2.3 - Rong trên sông kênh Tây -12- Hình 2.4 - Bèo trên sông Vàm Cỏ -12- Hình 2.5 - Cỏ,bèo ,rong trên sông vàm cỏ -13- Hình-2.6 sử dụng bè tự chế và lao động thủ công -16- Hình 2.7- Dọn rác thải trên kênh nội thành TP HCM -18- Hình 2.8 - Dọn rác thải trên kênh nội thành TP HCM -21- Hình 2.9 - Sử dụng vợt dọn rác thải trên kênh Nhiêu Lộc nội thành TP HCM -22- Hình 2.10 - Rong đuôi chồn -23- Hình 2.11 - Rong Hydrilla -23- Hình 2.12 - Lục bình -24- Hình 3.2.1- Khoảng sườn,xà ngang, xà dọc -57- Hình 3.3.1 - Chuyển động quay của Paddle Wheel -63- Hình 3.3.2 - Nguyên lý bánh dẫn -63- Hình3.3.3 – Phân bố cánh -63- Hình 3.3.4 - Kích thước chính -63- Hình 3.3.5 – Phân bố vận tốc -64- Hình3.3.6 – Phân bố lực trên cánh -64- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   vi  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.3.7– Kết cấu của một loại Paddle Wheel -64- Hình3.3.8 - Sự thay đổi áp suất và lực tác dụng lên đĩa -66- Hình 3.3.9 - Cách dựng cánh guồng và các tam giác vận tốc -68- Hình 3.3.10 - Cách dựng cánh guồng cong -70- Hình 3.3.11 - Cách dựng cánh guồng thẳng -71- Hình 3.3.12 - Sơ đồ phân tích lực tác động lên máy -77- Hình3.3.13 - bánh xe nước -80- Hình 3.3.14 - Bánh xe nước được gắn theo máy -80- Hình.3.3.15 - Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên trục guồng -82- Hình 3.3.16 - Biểu đồ momen uốn và xoắn của trục guồng -84- Hình 3.3.17 - Lực cắt trên bulông -89- Hình 3.4.1- Lưỡi dao. -90- Hình 3.4.2 - Góc cắt thái. -92- Hình 3.4.3 - Các dạng dao cắt cơ bản. -94- Hình 3.4.4 - Các dạng lưỡi dao cơ bản. -94- Hình 3.4.5 - Các dạng chuyển động của dao cắt. -95- Hình 3.4.6 - Các dạng cắt. -95- Hình 3.4.7- Bộ dao cắt có tấm kê. -96- Hình 3.4.8 - Sơ đồ dịch chuyển tương đối của dao với vật liệu -97- Hình 3.4.9 - Thí nghiệm cắt trượt của V.P.Goriatxkin. -97- Hình3.4.10 - Biểu diễn kết quả cắt trượt của V.P.Goriatxkin. -97- Hình 3.4.11 - Cơ cấu biên tay quay bộ phận cắt -98- Hình 3.4.12 - Đường đặc tính động học của dao -100- Hình 3.4.13 - Đồ thị gia tốc và vận tốc của dao -101- Hình 3.4.14a - Quỹ đạo chuyển động lưỡi dao -102- Hình 3.4.14.b - Quỹ đạo cạnh sắc lưỡi dao. -102- Hình 3.4.15 - Vùng cạnh sắc đi qua. -103- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   vii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.4.16- Lực tải cạnh sắc -104- Hình 3.4.17- Hình dạng dao cắt -107- Hình 3.4.18- Cơ cấu biên tay quay bộ phận cắt -107- Hình 3.4.19 - Lực tác dụng lên bu lông bắt dao -110- Hình 3.4.20 - Biểu đồ nội lực của dao -111- Hình 3.4.21- Biểu đồ nội lực trên thanh dao di động đứng -112- Hình 3.4.22 - Biểu đồ nội lực thanh gá dao cố định đứng (Tấm đế) -114- Hình 3.4.23 - Tổng lực tác dụng lên dao -115- Hình 3.4.24 - Biểu đồ nội lực thanh truyền -117- Hình 3.4.25 - Biểu đồ nội lực tay quay -118- Hình 3.4.26 - Biểu đồ nội lực trên thanh dao di động ngang -119- Hình 3.4.27 - Biểu đồ nội lực thanh gá dao cố định dao ngang (Tấm đế) -121- Hình 3.4.28 - Tổng lực tác dụng lên dao -122- Hình 3.4.29 - Biểu đồ nội lực thanh truyền dao ngang -124- Hình 3.4.30 - Biểu đồ nội lực tay quay dao ngang -125- Hình 3.4.31 - Lưỡi dao cắt và cụm dao cắt rong -127- Hình 3.4.32 - Dao cắt được gắn vào thanh bắt dao. -127- Hình 3.5.1 - Bố trí 3băng tải trên máy -128- Hình 3.5.2 - Bố trí 3băng tải trên máy -128- Hình 3.5.3- Băng tải xích thứ 1 -130- Hình 3.5.4 - băng tải xích thứ 2 -132- Hình 3.5.5 - Băng tải xích thứ 3 -135- Hình 3.5.6 - Chiều dài đoạn trục thứ nhất -142- Hình 3.5.7 - Sơ đồ phân bố lực tác dụng của trục 1 -142- Hình 3.5.8 - Biều đồ phân bố mô men trục băng tải số 1 -143- Hình 3.5.9 - Hình bố trí bánh xích và kết cấu trục băng tải số 1 -145- Hình 3.5.10 - Chiều dài của trục băng tải số 2 -147- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   viii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.5.11 - Sơ đồ phân bố lực tác dụng của trục băng tải 2 -147- Hình 3.5.12 - Biểu đồ momen của trục thứ 2 -148- Hình 3.5.13 - Trục băng tải 3 -149- Hình 3.5.14 - Chiều dài của đoạn trục băng tải 3 -151- Hình 3.5.15 - Sơ đồ phân bố lực tác dụng của trục thứ 3 -151- Hình 3.5.16 - Biểu đồ momen của trục thứ 3 -152- Hình 3.5.17 - Hình trục băng tải 3 -153- Hình 3.5.18 - Mặt cắt ngang của hệ thống khung đỡ -172- Hình 3.5.19 - Hệ thống khung đỡ băng tải xích thứ 1 -173- Hình 3.5.20 - Điểm đặt gối đỡ dầm 5m băng tải xích thứ 1 -173- Hình 3.5.21 - Điểm đặt gối đỡ dầm 2m băng tải xích thứ 1 -174- Hình 3.5.22 - Biểu đồ momen Mx dầm 2m băng tải xích thứ 1 -174- Hình 3.5.23 - Biểu đồ momen Qy dầm 2m băng tải xích thứ 1 -174- Hình 3.5.24 - Biểu đồ momen Mx dầm 5m băng tải xích thứ 1 -175- Hình 3.5.25 - Biểu đồ momen Qy dầm 5m băng tải xích thứ 1 -175- Hình 3.5.26 - Hệ thống khung đỡ băng tải xích thứ 2 -176- Hình 3.5.27 - Điểm đặt gối đỡ dầm 5m băng tải xích thứ 2 -176- Hình 3.5.28 - Điểm đặt gối đỡ dầm 2m băng tải xích thứ 2 -176- Hình 3.5.29 - Biểu đồ momen Mx dầm 2m băng tải xích thứ 2 -177- Hình 3.5.30 - Biểu đồ momen Qy dầm 2m băng tải xích thứ 2 -177- Hình 3.5.31 - Biểu đồ momen Mx dầm 5m băng tải xích thứ 2 -178- Hình 3.5.32 - Biểu đồ momen Qy dầm 5m băng tải xích thứ 2 -178- Hình 3.5.33 - Hệ thống khung đỡ băng tải xích thứ 3 -179- Hình 3.5.34 - Điểm đặt gối đỡ dầm 2m băng tải xích thứ 3 -179- Hình 3.5.35 - Điểm đặt gối đỡ dầm 3m băng tải xích thứ 3 -179- Hình 3.5.36 - Biểu đồ momen Mx dầm 2m băng tải xích thứ 3 -180- Hình 3.5.37 - Biểu đồ momen Qy dầm 2m băng tải xích thứ 3 -180- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   ix  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.5.38 - Biểu đồ momen Mx dầm 3m băng tải xích thứ 3 -181- Hình 3.5.39 - Biểu đồ momen Qy dầm 3m băng tải xích thứ 3 -181- Hình 3.5.40 - Vị trí của pittông nâng hạ băng tải thứ 1 -182- Hình 3.5.41 - Vị trí của pittông nâng hạ băng tải thứ 3 -183- Hình 3.5.42 - băng tải sồ 1 gắn cụm dao cắt kèm theo -183- Hình 3.5.43 - Băng tải số 2 . chức tạm rong, bèo trên pontoon -183- Hình 3.5.44 - Băng tải số 3 chứa tạm và chuyển rong, bèo lên bờ -184- Hình 3.6.1 - Kết cấu tay gom rác -186- Hình 3.6.2 - Sơ đồ kết cấu khung gom -186- Hình 3.6.3 - Vị trí đặt xylanh thủy lực -187- Hình 3.6.4 - phân bố lực tác động và tay gom rác -189- Hình 3.6.5 - Các lực tác dụng lên cụm gom -192- Hình 3.6.6 - Các phản lực tại gối đỡ -196- Hình 3.7.1 - Hình tổng thể máy cắt rong -202- Hình 3.7.2 - Sơ đồ biểu thị khối vật liệu cắt -203- Hình 3.7.3 - Sơ đồ bố trí và hoạt động của ba băng tải. -203- Hình 3.7.4 - Sơ đồ hệ thống thủy lực trên máy cắt rong cỏ dại -205- Hình 3.7.5 - Hệ thống điều khiển hoat động paddle wheel -209- Hình 3.7.6 - Sơ đồ hệ thống làm việc của ba băng tải chuyển -210- Hình 3.7.7- Sơ đồ hệ thống hoạt động của ba đầu dao cắt -211- Hình 3.7.8 - Sơ đồ hoạt động của hệ thống hai cặp xi lanh lực -213- Hình 3.7.9 - Lực phân bố trên xi lanh trước -222- Hình 3.7.10 - Biểu đồ phân bố lực lên xi lanh sau khi đã nâng. -223- Hình 3.8.1 - Xe remorque -229- Hình 3.8.2 - Sơ đồ nguyên lý họat động của động cơ tời -230- Hình 3.8.3 - Sơ đồ phân bồ lực kéo -231- Hình 3.8.4 - Sơ đồ phân bố trọng lực của máy triền hạ thủy -233- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM    x  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.8.5 - Tọa độ trọng tâm của máy triện hạ thủy -233- Hình 3.8.6 - Sơ đồ phân bố trọng tâm của máy triền hạ thủy khi đặt lên xe -234- remorque Hình 3.8.7 - Sự quan hệ giữa hệ trục tọa độ O0X0Y0 và hệ tọa độ OXY -234- Hình 3.8.8 - Tọa độ trọng tâm của máy triền hạ thủy khi đặt lên xe remorque -235- Hình 3.8.9 - Sơ bộ phân bố lực của xe khi vận chuyển máy -235- Hình 3.8.10 - Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Moment xe vào vận tốc V -238- Hình 3.8.11 - Biểu đồ phân bố nội lực khi khung chịu tải trọng tĩnh -239- Hình 3.8.12 - Biểu đồ phân bố nội lực khi khung chịu tải trọng động -242- Hình 3.8.13 - Biểu đồ phân bố nội lực của đà ngang tại vị trí pittong -244- Hình 3.8.14 - Biểu đồ phân bố nội lực của khung dưới khi chịu tải trọng tĩnh -246- Hình 3.8.15 - Biểu đồ phân bố nội lực của khung dưới khi chịu tải trọng động -249- Hình 3.8.16 - Sơ đồ phân bố lực lên chốt xoay -251- Hình 3.8.17 – Biểu đồ nội lực và moment -252- Hình 3.8.18 - Biễu diễn remoque đi ngang trên mặt -253- Hình 3.8.19 - Re moque quay vòng -253- Hình 3.8.20 - Đồ thị vận tốc phụ thuộc vào bán kính đường vòng -254- Hình 3.8.21 - Kích thước tổng thể của khung remorque -255- Hình 3.8.22 - Remorque đang chuyển máy cắt rong lên để vận chuyển -256- Hình 3.8.23 - Sơ đồ đặt lực, biểu đồ momen và kết cấu của trục -257- Hình 3.8.24 - Sơ đồ lực của trục bánh xe theo phương vuông góc với mặt đường -259- Hình 3.8.25 - Sơ đồ lực tác dụng lên con lăn -263- Hình 3.8.26 - Sơ đồ lực tác dụng lên hai con lăn -263- Hình 3.9.1 - Sơ đồ trình tự tính băng tải kiểu xích tấm di động -266- Hình 3.9.2 - Tiết diện mặt cắt ngang của máng -267- Hình 3.9.3 - Xích và tấm cào -268- Hình 3.9.4 - Sơ đồ lực căng của xích tải -270- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xi  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 3.9.5 - Kích thước hình học khi nâng của máng -271- Hình 3.9.6 - Động cơ thủy lực OMP 315 -274- Hình 3.9.7 - Sơ đồ đặt lực và biểu đồ momen của trục chủ động -279- Hình 3.9.8 - Sơ đồ đặt lực và biểu đồ momen của trục bị động -286- Hình 3.9.9 - Biểu đồ phân bố lực -295- Hình 3.9.10 - Biểu đồ momen và lực cắt -297- Hình 3.9.11 - Hình biểu đồ nội lực của dầm -300- Hình 3.9.12 - Chiều cao của xe khi nâng -300- Hình 3.9.13 - Biểu đồ lực -301- Hình 3.9.14 - Biểu đồ lực cắt và momen -302- Hình 3.9.15 - Hình biểu đồ nội lực của dầm -304- Hình 3.9.16 - Vị trí của piston và xi lanh khi nâng -305- Hình 3.9.17 - Sơ đồ lực -305- Hình 3.9.18 - Sơ đồ tải trọng của thanh ngang đỡ piston -306- Hình 3.9.19 - Băng tải trung gian vận chuyển trên đường -306- Hình 3.9.20 - Băng tải trung gian làm việc nhận rong, cỏ theo máy cắt rong -307- Hình 5.1- Hình dạng mặt cắt của kênh -312- Hình 5.2 - Đo chiều rộng và xác định độ mấp mô mặt đáy sông -314- Hinh 5.3 - Biểu đồ phân bố mật độ rong -318- Hình 5.4 - Biểu đồ vận tốc dao và lượng cắt -325- Hình 5.5 - Biểu đồ vận tốc dao và hiệu suất thu hồi sản phẩm -325- Hình 5.6 - Biểu đồ vận tốc tiến của máy và lượng cắt -329- Hình 5.7 - Sơ đồ chạy lý thuyết thực hiện cắt rong đổ sản phẩm về một phía -330- Hình 5.8 - Sơ đồ chạy máy cắt rong đổ sản phẩm về hai phía -333- Hình 5.9 - Dao cắt bị tự tháo lỏng -346- Hình 5.10 - Dao cắt và phân bố rong trên đường chạy -346- Hình 5.11 - Dao cắt bị sự cố phải dừng lại sửa chữa -346- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Hình 5.12 - Máy đang thực hiện chức năng vớt bèo ván -356- Hình 5.13 - Bèo tây kết khối vững chắc và máy thực hiện chức năng vớt -356- Hình 5.14 - Máy vớt bèo lục bình nhỏ, kết khối dạng rời đơn -361- Hình 5.15 - Bèo tây không kết khối mảng rời trên sông -365- Hình 5.16 - Sử dụng máy vớt bèo tây dạng khối rời không tay gom -369- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xiii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 - Tổng hợp khảo sát kênh và hiện trạng rong cỏ, bèo trên sông (khảo sát -12- 5.2006) Bảng 2.2 – Xác định mật độ bèo tây và khối lượng thể tích -14- Bảng 2.3 – Xác định mật độ rong trên kênh Tây -15- Bảng 2.4 - Xác định mật độ hỗn hợp rong - bèo ván -bèo tây cùng phân bố -16- Bảng 2.5 - Các thông số đặc trưng các tuyến chính ở TP.HCM -17- Bảng 2.6 - Lượng rác toàn bộ xả ra trên các tuyến kênh (kg/ngày). -18- Bảng 2.7 - Lượng rác tồn động trên sông ngòi, kênh rạch. -19- Bảng 2.8 - Lượng rác ước tính tồn động trên sông ngòi, kênh rạch -20- Bảng 3.2.1 - Các dạng Poonton (Bảng 9-[2,7,12]) -36- Bảng 3.2.2 - Hệ số trọng tải [3,7,12]) -45- Bảng 3.2.3 - Trị số áp suất động học của gió -47- Bảng 3.2.4 - Hệ số K1 -49- Bảng 3.2.5 - Hệ số K2 [3] -50- Bảng 3.3.1 - Giá trị các trị số của hệ số dòng theo [2,7] -76- Bảng 3.3.2 - Các giá trị tính của B và h[2,7] -78- Bảng 3.4.1- Kết quả thí nghiệm cắt trượt của V.P.Goriatxkin[6] -98- Bảng 3.4.2 - Các thông của bộ dao cắt -126- Bảng 3.5.1 - Kết quả kiểm nghiệm then lắp trên trục thứ 1 thứ 2 và thứ 3 -157- Bảng 3.5.2 - Ổ bi đỡ một dãy cho trục 1 -165- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xiv  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Bảng 3.5.3 - Ổ bi đỡ một dãy cho trục 2 -166- Bảng 3.5.4 - Ổ bi đỡ môt dãy cho trục 3 -167- Bảng 3.8.1 - Thông số kĩ thuật động cơ K200M4 -232- Bảng 3.8.2 - Thông số [Mxe] theo vận tốc V -238- Bảng 3.8.3- Thông số của thép I N0 22a -243- Bảng 3.8.4 - Thông số của thép I N0 10 -245- Bảng 3.8.5- Thông số của thép I N0 27 -250- Bảng 3.8.6 - Vận tốc và bán kính cho phép khi chạy trên đường vòng -254- Bảng 3.8.7 - Thông số của khung remorque -255- Bảng 3.8.8 - Thông số kĩ thuật ổ lăn cho truc remoque -261- Bảng 3.9.1 - Các thông số cơ bản của xích tấm con lăn – No.160 -268- Bảng 3.9.2 - Kết quả tính kiểm nghiệm then đối với các tiết diện của trục -280- Bảng 3.9.3 - Kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của trục. -284- Bảng 3.9.4 - Kết quả tính kiểm nghiệm then đối với các tiết diện của trục -287- Bảng 3.9.5 - Kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của trục. -290- Bảng 3.9.6 - Thông số ổ lăn ở trục chủ động và trụ bị động -295- Bảng 5.1 - Xác định mật độ bèo tây và khối lượng thể tích -315- Bảng 5.2 - Xác định mật độ bèo ván và khối lượng thể tích -315- Bảng 5.3 - Khảo sát mật độ rong trên kênh Tây khu vực khảo nghiệm -316- Bảng 5.4 - Xác định mật độ hỗn hợp rong - bèo ván -bèo tây cùng phân bố -317- Bảng 5.5 - Các kết quả đo đạc về các chế độ làm việc theo số vòng quay định -321- mức thiết kế thông số không tải của máy cắt rong, vớt bèo Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xv  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Bảng 5.6 - Số liệu vận tốc trung bình dao và các thông số chất lượng liên quan -323- Bảng 5.7 - Vận tốc tiến của máy và các thông số chất lượng liên quan (m/s) -327- Bảng 5.8 - Số liệu cắt rong chạy máy theo sơ đồ chạy thứ nhất -331- Bảng 5.9 - Số liệu cắt rong chạy máy theo sơ đồ chạy thứ hai -334- Bảng 5.10 - Số liệu khảo nghiệm máy cắt rong hoạt động theo chế độ vận tốc dao -337- thấp - vận tốc tiến trung bình Bảng 5.11 - Số liệu khảo nghiệm hoạt động cắt rong theo vận tốc dao và vận tốc -340- tiến mức trung bình Bảng 5.12 – Số liệu khảo nghiệm cắt rong theo chế độ vận tốc dao cắt nhanh - -343- vận tốc tiến định mức Bảng 5.13 - Số liệu khảo nghiệm cắt rong theo chế độ dao cắt chạy nhanh và máy -348- tiến nhanh trên định mức Bảng 5.14 - Khảo nghiệm vớt bèo ván chạy máy theo sơ đồ chạy thứ 2 với vận -353- tốc tiến định mức Bảng 5.15 - Khảo nghiệm máy làm việc vớt bèo ván và kết hợp cắt rong (chạy -358- liên tục và đổ hai đầu) Bảng 5.16 – Khảo nghiệm vớt bèo lục bình cây có kích thước lớn kết khối trung 362 bình (chạy liên tục đổ 2 đầu) Bảng 5.17 - Khảo nghiệm vớt bèo tây rời (không kết khối) sử dụng tay gom (chạy -366- liên tục đổ bèo hai đầu ) Bảng 5.18 - Khảo nghiệm vớt bèo lục bình rời (không kết khối) không sử dụng -370- tay gom đổ rong về hai phía Bảng 6.1 - Thời hạn làm việc cho các thiết bị để tính khấu hao -376- Bảng 6.2 -Tính tóan chi phí khấu hao tòan bộ hệ thống máy -377- Bảng 6.3 - Tính tóan chi phí sửa chữa nhỏ -378- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xvi  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Bảng 6.4 - Tính tóan chi phí nhiên liệu dầu mỡ -378- Bảng 6.5 - Chi phí trả lương nhân công lái chính và lái phụ -378 Bảng 6.6 - Chi phí lãi vay -378- Bảng 6.7 - Chi phí chung -379- Bảng 6.8 - So sánh chi phí vớt rong thủ công cho 1 hecta -379- Bảng 6.9 - Phương án thực hiện tính hiệu quả kinh tế thuê máy và hạ thời gian -380- khấu hao Bảng 6.10 - Tính toán khấu hao thiết bị -381- Bảng 6.11 - Tính tóan chi phí sửa chữa nhỏ -382- Bảng 6.12 - Tính tóan chi phí nhiên liệu dầu mỡ -382- Bảng 6.13 - Chi phí trả lương nhân công lái chính và lái phụ -382- Bảng 6.14 - Chi phí lãi vay -383- Bảng 6.15 - Chi phí chung -383- Bảng 6.16 - So sánh chi phí vớt rong thủ công cho 1 hecta -383- Bảng 6.16 - Phương án để tính hiệu quả theo phương án 3 -384- Bảng 6.18 - Tính toán khấu hao thiết bị -385- Bảng 6.19 - Tính tóan chi phí sửa chữa nhỏ -386- Bảng 6.20 - Tính tóan chi phí nhiên liệu dầu mỡ -386- Bảng 6.21 - Chi phí trả lương nhân công lái chính và lái phụ -386 Bảng 6.22 - Chi phí lãi vay -386- Bảng 6.23 - Chi phí chung -387- Bảng 6.24 - So sánh chi phí vớt rong thủ công cho 1 hecta -387 Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xvii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 Bảng 6.25 - Phương án để tính hiệu quả theo phương án 3 -388- Bảng 6.26 - Tính toán khấu hao thiết bị -389- Bảng 6.27 - Tính tóan chi phí sửa chữa nhỏ -389- Bảng 6.28 - Tính tóan chi phí nhiên liệu dầu mỡ -390- Bảng 6.29 - Chi phí trả lương nhân công lái chính và lái phụ -390- Bảng 6.30 - Chi phí lãi vay -390- Bảng 6.31 - Chi phí chung -390- Bảng 6.32 - So sánh chi phí vớt rong thủ công cho 1 hecta -391- Danh mục các hình Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM   xviii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 MỤC LỤC Chương 1   TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  1.1.Mở đầu .............................................................................................................................. 1  1.2 Cơ giới hoá cắt rong cỏ trên thế giới ................................................................................ 4  1.3 Tiếp cận và hướng hướng nghiên cứu giải quyết cho đề tài ............................................. 7 Chương 2   KHẢO SÁT........................................................................................................................... 10  2.1. Khảo sát kênh thuỷ lợi tại tỉnh Tây Ninh....................................................................... 10  2.2. Khảo sát hiện trạng rong cỏ trong lòng kênh mương của tỉnh Tây Ninh ...................... 12  2.3. Khảo sát tình hình rác thải trên sông ngòi kênh rạch tại TP. Hồ Chí Minh.......................... 17  2.4. Tính chất nước và môi trường làm việc........................................................................ 17  2.5. Thu gom rác ................................................................................................................... 21  2.6. Khảo sát tìm hiểu đặc tính cây rong, bèo tây................................................................. 22  2.6.1. Rong đuôi chồn ........................................................................................................... 22  2.6.2. Rong “Hydrilla............................................................................................................ 23  2.6.3. Lục bình ...................................................................................................................... 24 Chương 3   NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT RONG    3.1. Những vấn đề chung cho việc thực hiện tính toán thiết kế hệ thống máy ..................... 25   3.1.1. Mô tả hoạt động của máy chính .................................................................................. 25 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................. 33  Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .................................................................................. 34    Mục lục Trường Đại học Công nghiệp Tp. Hồ Chí Minh   i  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 3.2. NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHAO NỔI ................................................. 36  3.2.1. Khảo sát tìm hiều về các dạng Poonton ...................................................................... 36  3.2.2. Cơ sở lý thuyết ............................................................................................................ 41  3.2.3. Tính toán thiết kế phao nổi ......................................................................................... 54  d. Thiết kế kết cấu thân tàu .................................................................................................... 57  3.3. NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DI ĐỘNG (PADDLE WHEEL) BÁNH XE NƯỚC ................................................................................................ 61  3.3.1. Khái niệm.................................................................................................................... 61  3.3.2. Lựa chọn và xác định cho thiết bị di chuyển trong môi trường rong cỏ..................... 61  3.3.3. Cơ sở lý thuyết để tính toán thiết kế bánh xe nước (Paddle Wheel) ......................... 62  3.3.4. Lý thuyết động lực hoạt động của bánh guồng[7,2] ................................................... 65  3.3.5. Các tam giác vận tốc và dạng của cánh guồng ........................................................... 68  3.3.6. Số cánh của guồng máy .............................................................................................. 69  3.3.7. Lý thyết tính toán lực tác dụng lên máy cắt rong cỏ.................................................. 71  3.3.8. Lý thuyết thiết kế trục ................................................................................................. 73  3.3.9. Tính toán thiết kế cụm di động guồng máy ................................................................ 75  3.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM DAO CẮT .................................................................. 90  3.4.1. Tổng quan tìm hiểu về dao cắt thái thực vật .............................................................. 90  3.4.2. Cơ cấu chuyển động cho bộ phận cắt.[6].................................................................... 98  3.4.3. Tính toán thiết kế bộ dao cắt..................................................................................... 106  3.5. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG BĂNG TẢI TRÊN MÁY CẮT RONG ............................ 128  3.5.1. Tính toán băng tải xích.............................................................................................. 128  3.5.2. Tính toán đĩa xích ..................................................................................................... 135  3.5.3. Tính toán – kiểm tra bền khớp nối ............................................................................ 154  3.5.4. Kiểm nghiệm độ bền trục.......................................................................................... 158  3.5.5. Tính toán chọn ổ lăn.................................................................................................. 163  3.5.6. Tính toán thiết bị kéo căng........................................................................................ 167  3.5.7. Tính bền hệ thống khung đỡ ..................................................................................... 172  3.5.8. Tính lực tác dụng lên pittông thuỷ lực của băng tải.................................................. 181  3.6. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM GOM BÈO................................................................ 185  Mục lục Trường Đại học Công nghiệp Tp. Hồ Chí Minh   ii  Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.05.01/06-10 3.6.1. Các thông số yêu cầu ................................................................................................ 185  3.6.2. Tínhtoán .................................................................................................................... 187  3.6.3. Tính bền tại những tiết diện nguy hiểm .................................................................... 195  3.7. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC .................................................. 202  3.7.1. Giới thiệu về các chức năng các các hoạt động của máy.......................................... 202  3.7.2. Hoạt động và chức năng của từng cụm.................................................................... 203  3.7.3. Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực cho máy ................................................................ 205  3.7.4. Tính toán, chọn lựa các chi tiết chính và thiết kế hệ thống đường ống .................... 207  3.7.5. Tính toán các thông số của bơm và các motor thủy lực của máy ............................. 214  3.7.6. Tính toán bơm thủy lực cho toàn hệ thống ............................................................... 226  3.8. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ REMORQUE CHUYÊN DÙNG ...................................... 229  3.8.1. Thiết kế Sơ đồ nguyên lý, kích thước từng phần và kết cấu từng phần.................... 229  3.8.2. Xác định vị trí trọng tâm của máy trên remorque..................................................... 233  3.8.2.1. Vị trí của bánh xe ................................................................................................... 235  3.8.3. Tính toán và kiểm nghiệm bền cho khung remorque ............................................... 239  3.8.4. Tính và kiểm tra chốt khớp xoay của bản lề ............................................................. 251  3.8.5. Kiểm tra tính ổn định ngang: .................................................................................... 253  3.8.6. Kích thước tổng thể của hai khung remorque........................................................... 255  3.8.7. Tính toán thiết kế trục xe remorque.......................................................................... 256  3.8.8. Tính toán bulông ....................................................................................................... 262  3.8.9. Thiết kế con lăn......................................................................................................... 262  3.9. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ KIỂM TRA BỀN BĂNG TẢI CHUYỂN RONG LÊN BỜ..... 265  3.9.1. Sơ đồ trình tự tính toán băng tải kiêu xích tấm di động............................................ 266  3.9.2. Tính toán xích tải ...................................................................................................... 267  3.9.3. Tính toán, thiết kế đĩa xích ....................................................................................... 274  3.9.4. Tính toán trục của băng tải........................................................................................ 277  3.9.5. Kiểm nghiệm bền cho kết cấu khung........................................................................ 295  3.9.6. Tính toán lực tác dụng lên piston thủy lực................................................................ 305  Mục lục Trường Đại học Công nghiệp Tp. Hồ Chí Minh   iii